详解Java虚拟机(JVM)运行时

JVM（Java虚拟机）是一个抽象的计算模型。就如同一台真实的机器，它有自己的指令集和执行引擎，可以在运行时操控内存区域。目的是为构建在其上运行的应用程序提供一个运行环境。JVM可以解读指令代码并与底层进行交互：包括操作系统平台和执行指令并管理资源的硬件体系结构。本文主要介绍Java虚拟机(JVM)运行时详解。

我们知道的JVM内存区域有：堆和栈，这是一种泛的分法，也是按运行时区域的一种分法，堆是所有线程共享的一块区域，而栈是线程隔离的，每个线程互不共享。

线程不共享区域

每个线程的数据区域包括程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈，它们都是在新线程创建时才创建的。

程序计数器(Program Counter Rerister)

程序计数器区域一块内存较小的区域，它用于存储线程的每个执行指令，每个线程都有自己的程序计数器，此区域不会有内存溢出的情况。

虚拟机栈(VM Stack)

虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型，每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧(Stack Frame)用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法被调用直至执行完成的过程就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。

本地方法栈(Native Method Stack)

本地方法栈用于支持本地方法(native标识的方法，即非Java语言实现的方法)。

虚拟机栈和本地方法栈，当线程请求分配的栈容量超过JVM允许的最大容量时抛出StackOverflowError异常。

线程不共享区域如下图绿色背景所示。

线程共享区域

线程共享区域包含：堆和方法区。

堆(Heap)

堆是最常处理的区域，它存储在JVM启动时创建的数组和对象，JVM垃圾收集也主要是在堆上面工作。

如果实际所需的堆超过了自动内存管理系统能提供的最大容量时抛出OutOfMemoryError异常。

方法区(Method Area)

方法区是可供各条线程共享的运行时内存区域。存储了每一个类的结构信息，例如运行时常量池(Runtime Constant Pool)、字段和方法数据、构造函数和普通方法的字节码内容、还包括一些在类、实例、接口初始化时用到的特殊方法。

当创建类和接口时，如果构造运行时常量池所需的内存空间超过了方法区所能提供的最大内存空间后就会抛出OutOfMemoryError

运行时常量池(Runtime Constant Pool)

运行时常量池是方法区的一部分，每一个运行时常量池都分配在JVM的方法区中，在类和接口被加载到JVM后，对应的运行时常量池就被创建。运行时常量池是每一个类或接口的常量池(Constant_Pool)的运行时表现形式，它包括了若干种常量：编译器可知的数值字面量到必须运行期解析后才能获得的方法或字段的引用。

如果方法区的内存空间不能满足内存分配请求，那Java虚拟机将抛出一个OutOfMemoryError异常。

栈包含Frames，当调用方法时，Frame被推送到堆栈。一个Frame包含局部变量数组、操作数栈、常量池引用。

总结

以上所述是小编给大家介绍的Java虚拟机(JVM)运行时，希望对大家有所帮助，如果大家有任何疑问请给我留言，小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对我们网站的支持！

赞 (0)

相关推荐

  • 浅析Java内存模型与垃圾回收

    浅析Java内存模型与垃圾回收

    1.Java内存模型 Java虚拟机在执行程序时把它管理的内存分为若干数据区域,这些数据区域分布情况如下图所示: 程序计数器:一块较小内存区域,指向当前所执行的字节码.如果线程正在执行一个Java方法,这个计数器记录正在执行的虚拟机字节码指令的地址,如果执行的是Native方法,这个计算器值为空. Java虚拟机栈:线程私有的,其生命周期和线程一致,每个方法执行时都会创建一个栈帧用于存储局部变量表.操作数栈.动态链接.方法出口等信息. 本地方法栈:与虚拟机栈功能类似,只不过虚拟机栈为虚拟机执行J

  • Java内存模型JMM详解

    Java内存模型JMM详解

    Java Memory Model简称JMM, 是一系列的Java虚拟机平台对开发者提供的多线程环境下的内存可见性.是否可以重排序等问题的无关具体平台的统一的保证.(可能在术语上与Java运行时内存分布有歧义,后者指堆.方法区.线程栈等内存区域). 并发编程有多种风格,除了CSP(通信顺序进程).Actor等模型外,大家最熟悉的应该是基于线程和锁的共享内存模型了.在多线程编程中,需要注意三类并发问题: ·原子性 ·可见性 ·重排序 原子性涉及到,一个线程执行一个复合操作的时候,其他线程是否能够看

  • 深入理解Java虚拟机体系结构

    深入理解Java虚拟机体系结构

    1概述 众所周知,Java支持平台无关性.安全性和网络移动性.而Java平台由Java虚拟机和Java核心类所构成,它为纯Java程序提供了统一的编程接口,而不管下层操作系统是什么.正是得益于Java虚拟机,它号称的"一次编译,到处运行"才能有所保障. 1.1Java程序执行流程 Java程序的执行依赖于编译环境和运行环境.源码代码转变成可执行的机器代码,由下面的流程完成: Java技术的核心就是Java虚拟机,因为所有的Java程序都在虚拟机上运行.Java程序的运行需要Java虚拟

  • 在Java内存模型中测试并发程序代码

    在Java内存模型中测试并发程序代码

    让我们来看看这段代码: import java.util.BitSet; import java.util.concurrent.CountDownLatch; public class AnExample { public static void main(String[] args) throws Exception { BitSet bs = new BitSet(); CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1); Thread t1 = ne

  • java虚拟机内存溢出及泄漏实例

    测试参数设置: 1.循环调用new A()实现堆溢出,java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space, 虚拟机参数:-Xms1M -Xmx1M -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError,解释:将-Xmx和-Xms设置为一样可以避免堆自动扩展,-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError可以让虚拟机在出现内存溢出异常时Dump出当前的堆内存转储快照 // while (true){ // new A().do2();

  • Java内存模型中的虚拟机栈原理分析

    Java内存模型中的虚拟机栈原理分析

    Java虚拟机在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域,这些区域都会有各自的用途,以及创建和销毁的时间,有的区域会随着虚拟机进程的启动而存在,有些区域则依赖用户线程的启动和结束而建立和销毁.Java虚拟机所管理的内存将会包括以下几个运行时数据区域.如下图所示(图片来自<深入理解Java虚拟机>一书). 在内存中,栈分为两部分,一部分是本地方法栈,为虚拟机使用到的Native方法服务,具体的虚拟机可以自由实现,另一部分就是虚拟机栈,主要是为虚拟机执行Java方法服务

  • 详解java中jvm虚拟机栈的作用

    jvm虚拟机栈的作用 jvm虚拟机栈栈帧的组成 jvm虚拟机栈,也叫java栈,它由一个个的栈帧组成,而栈帖由以下几个部分组成 局部变量表-存储方法参数,内部使用的变量 操作数栈-在变量进行存储时,需要进行入栈和出栈 动态连接-引用类型的指针 方法出口-方法的返回 一段原程序代码 package com.lind.basic; public class Demo1 { static int hello() { int a = 1; int b = 2; int c = a + b; return

  • Java虚拟机GC日志分析

    本文研究的主要是Java虚拟机中gc日志的理解问题,具体如下. 一.日志分析 理解GC日志是处理Java虚拟机内存问题的基本技能. 通过在java命令种加入参数来指定对应的gc类型,打印gc日志信息并输出至文件等策略. 1.编写java代码 public class ReferenceCountingGC { public Object instance = null; private static final int ONE_MB = 1024 * 1024; private byte[] b

  • 详解Java虚拟机(JVM)运行时

    JVM(Java虚拟机)是一个抽象的计算模型.就如同一台真实的机器,它有自己的指令集和执行引擎,可以在运行时操控内存区域.目的是为构建在其上运行的应用程序提供一个运行环境.JVM可以解读指令代码并与底层进行交互:包括操作系统平台和执行指令并管理资源的硬件体系结构.本文主要介绍Java虚拟机(JVM)运行时详解. 我们知道的JVM内存区域有:堆和栈,这是一种泛的分法,也是按运行时区域的一种分法,堆是所有线程共享的一块区域,而栈是线程隔离的,每个线程互不共享. 线程不共享区域 每个线程的数据区域包括

  • 详解Java虚拟机管理的内存运行时数据区域

    详解Java虚拟机管理的内存运行时数据区域

    详解Java虚拟机管理的内存运行时数据区域 概述 Java虚拟机在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同数据区域.这些区域都有各自的用途,以及创建和销毁的时间,有的区域随着虚拟机进程的启动而存在,有些区域则是依赖用户线程的启动和结束而建立和销毁. 程序计数器 程序计数器是一块较小的内存空间,它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器.在虚拟机的概念模型里,字节码解释器工作时就是通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令,分支,循环,跳转,异常处理,线程恢复等基

  • 详解Java 虚拟机垃圾收集机制

    详解Java 虚拟机垃圾收集机制

    1 垃圾收集发生的区域 之前我们介绍过 Java 内存运行时区域的各个部分,其中程序计数器.虚拟机栈.本地方法栈三个区域随线程共存亡.栈中的每一个栈帧分配多少内存基本上在类结构确定下来时就已知,因此这几个区域的内存分配和回收都具有确定性,不需要考虑如何回收的问题,当方法结束或线程结束,内存自然也跟着回收了 而 Java 堆和方法区这两个区域则有显著的不确定性,只有在程序运行时我们才能知道程序究竟创建了哪些对象,创建了多少对象,所以这部分内存的分配和回收是动态的,垃圾收集器所关注的正是这部分内存该

  • 详解Java虚拟机30个常用知识点之1——类文件结构

    详解Java虚拟机30个常用知识点之1——类文件结构

    1. Java文件 ClassFileTest.java package com.zxs.ssh.template.service; public class ClassFileTest { int m = 1; public int inc(){ return m+1; } } 2. Class文件ClassFileTest.class javac  ClassFileTest.java  编译.java文件得到.class文件 JDK版本  1.8.0_201 .class文件可以用WinH

  • Java 虚拟机(JVM)之基本概念详解

    1.类加载子系统:负责从文件系统或者网络中加载Class信息,加载的信息存放在一块称之为方法区的内存空间. 2.方法区:就是存放类信息.常量信息.常量池信息.包括字符串字面量和数字常量等.方法区是辅助堆栈的块永久区,解决堆栈信息的产生,是先决条件. 3.Java堆:再java虚拟机启动的时候建立Java堆,它是java程序最主要的内存工作区域,几乎所有的对象实例都存放到Java堆中,堆空间是所有线程共享的.堆解决的是数据存储问题,即数据怎么放.放在哪儿. 4.直接内存:Java的NIO库允许Ja

  • 详解Java的堆内存与栈内存的存储机制

    堆与内存优化     今天测了一个项目的数据自动整理功能,对数据库中几万条记录及图片进行整理操作,运行接近到最后,爆出了java.lang.outOfMemoryError,java heap space方面的错误,以前写程序很少遇到这种内存上的错误,因为java有垃圾回收器机制,就一直没太关注.今天上网找了点资料,在此基础上做了个整理.  一.堆和栈 堆-用new建立,垃圾回收器负责回收 1.程序开始运行时,JVM从OS获取一些内存,部分是堆内存.堆内存通常在存储地址的底层,向上排列. 2.堆

  • 详解Java的编译执行与解释执行

    详解Java的编译执行与解释执行

    一.前言 编程语言分为低级语言和高级语言,机器语言.汇编语言是低级语言,C.C++.java.python等是高级语言. 机器语言是最底层的语言,能够直接执行.而我们编写的源代码是人类语言,计算机只能识别某些特定的二进制指令,在程序真正运行之前必须将源代码转换成二进制指令.汇编语言通过汇编器翻译成机器指令后执行,一条汇编指令,对应着一条机器指令. 高级语言编程的程序有三种执行方式: 1.一种是编译执行,源程序先通过编译器(负责将源程序翻译成目标机器指令)翻译成机器指令,通过编译-->链接-->

  • 详解Java中的悲观锁与乐观锁

    详解Java中的悲观锁与乐观锁

    一.悲观锁 悲观锁顾名思义是从悲观的角度去思考问题,解决问题.它总是会假设当前情况是最坏的情况,在每次去拿数据的时候,都会认为数据会被别人改变,因此在每次进行拿数据操作的时候都会加锁,如此一来,如果此时有别人也来拿这个数据的时候就会阻塞知道它拿到锁.在Java中,Synchronized和ReentrantLock等独占锁的实现机制就是基于悲观锁思想.在数据库中也经常用到这种锁机制,如行锁,表锁,读写锁等,都是在操作之前先上锁,保证共享资源只能给一个操作(一个线程)使用. 由于悲观锁的频繁加锁,

  • 详解Java多线程与并发

    详解Java多线程与并发

    一.进程与线程 进程:是代码在数据集合上的一次运行活动,是系统进行资源分配和调度的基本单位. 线程:是进程的一个执行路径,一个进程中至少有一个线程,进程中的多个线程共享进程的 资源. 虽然系统是把资源分给进程,但是CPU很特殊,是被分配到线程的,所以线程是CPU分配的基本单位. 二者关系: 一个进程中有多个线程,多个线程共享进程的堆和方法区资源,但是每个线程有自己的程序计数器和栈区域. 程序计数器:是一块内存区域,用来记录线程当前要执行的指令地址 . 栈:用于存储该线程的局部变量,这些局部变量是

随机推荐